ubuntu 安装 k8s

前言

本文介绍如何在ubuntu上部署k8s集群,大致可以分为如下几个步骤:

  • 修改ubuntu配置
  • 安装docker
  • 安装kubeadmkubectl以及kubelet
  • 初始化master节点
  • slave节点加入网络

如果你对上面的某些名字感到陌生,没关系,下文会一一进行讲解,如果你想先了解一下 docker 和 k8s,可以参考 10分钟看懂Docker和K8S。好了,在正式开始之前,首先看一下我们都有哪些服务器,如果你对如何组建如下虚拟机网络感兴趣的话,可以参考 virtualbox 虚拟机组网

主机名 主机ip 版本 CPU 内存
master1 192.168.56.11 Ubuntu server 18.04 2核 1G
worker1 192.168.56.21 Ubuntu server 18.04 2核 1G

因为k8s分为管理节点和工作节点,所以我们将要 master1上部署管理节点,在worker1上部署工作节点。如果想了解如何创建这两个节点,可以参考 virtualbox 虚拟机组网 。服务器配置上,k8s 要求 CPU 最低为 2 核,不然在安装过程中会报错,虽然这个错误可以避免,但是为了稳定起见还是把虚拟机的配置成它想要的,至于内存 k8s 没有硬性要求,所以我就按我电脑的性能来分配了。

注意,本文的 docker、k8s 等软件安装均未指定具体版本,在本文完成时2019/6/27,下载到的版本如下,如有特殊版本需要请自行指定版本。

软件名 版本
docker 18.09.5
kubectl 1.15.0-00 amd64
kubeadm 1.15.0-00 amd64
kubelet 1.15.0-00 amd64

一. 修改 ubuntu 配置

首先,k8s 要求我们的 ubuntu 进行一些符合它要求的配置。很简单,包括以下两步:关闭 Swap 内存 以及 配置免密登录,这一步两台主机都需要进行配置。

关闭 swap 内存

这个swap其实可以类比成 windows 上的虚拟内存,它可以让服务器在内存吃满的情况下可以保持低效运行,而不是直接卡死。但是 k8s 的较新版本都要求关闭swap。所以咱们直接动手,修改/etc/fstab文件:

sudo vi /etc/fstab

你应该可以看到如下内容,把第二条用#注释掉就好了,注意第一条别注释了,不然重启之后系统有可能会报file system read-only错误。

UUID=e2048966-750b-4795-a9a2-7b477d6681bf /   ext4    errors=remount-ro 0    1
# /dev/fd0        /media/floppy0  auto    rw,user,noauto,exec,utf8 0       0

然后输入reboot重启即可,重启后使用top命令查看任务管理器,如果看到如下KiB Swap后均为 0 就说明关闭成功了。

关闭swap之后的任务管理器

上面说的是永久关闭swap内存,其实也可以暂时关闭,使用swapoff -a命令即可,效果会在重启后消失。

配置免密登录

k8s 要求 管理节点可以直接免密登录工作节点 的原因是:在集群搭建完成后,管理节点的 kubelet 需要登陆工作节点进行操作。而至于怎么操作很简单,这里就不详提了,可以参见文章 virtualbox 虚拟机组网 的最后一个章节 免密钥登录

二. 安装 docker

docker 是 k8s 的基础,在安装完成之后也需要修改一些配置来适配 k8s ,所以本章分为 docker 的安装docker 的配置 两部分。如果你已经安装并使用了一段时间的 docker 了话,建议使用docker -v查看已安装的 docker 版本,并在 k8s 官网上查询适合该版本的 k8s 进行安装。这一步两台主机都需要进行安装。

docker 的安装

docker 在 ubuntu 的安装上真是再简单不过了,执行如下命令即可,在安装之前请记得把镜像源切换到国内。

sudo apt install docker.io

等安装完成之后使用docker -v来验证 docker是否可用。

docker 的配置

安装完成之后需要进行一些配置,包括 切换docker下载源为国内镜像站 以及 修改cgroups

这个cgroups是啥呢,你可以把它理解成一个进程隔离工具,docker就是用它来实现容器的隔离的。docker 默认使用的是cgroupfs,而 k8s 也用到了一个进程隔离工具systemd,如果使用两个隔离组的话可能会引起异常,所以我们要把 docker 的也改成systemd

这两者都是在/etc/docker/daemon.json里修改的,所以我们一起配置了就好了,首先执行下述命令编辑daemon.json

sudo vi /etc/docker/daemon.json

打开后输入以下内容:

{
  "registry-mirrors": [
    "https://dockerhub.azk8s.cn",
    "https://reg-mirror.qiniu.com",
    "https://quay-mirror.qiniu.com"
  ],
  "exec-opts": [ "native.cgroupdriver=systemd" ]
}

然后:wq保存后重启 docker:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

然后就可以通过docker info | grep Cgroup来查看修改后的 docker cgroup 状态,发现变为systemd即为修改成功。

三. 安装 k8s

安装完了 docker 就可以下载 k8s 的三个主要组件kubeletkubeadm以及kubectl了。这一步两台主机都需要进行安装。先来简单介绍一下这三者:

  • kubelet: k8s 的核心服务
  • kubeadm: 这个是用于快速安装 k8s 的一个集成工具,我们在master1worker1上的 k8s 部署都将使用它来完成。
  • kubectl: k8s 的命令行工具,部署完成之后后续的操作都要用它来执行

其实这三个的下载很简单,直接用apt-get就好了,但是因为某些原因,它们的下载地址不存在了。所以我们需要用国内的镜像站来下载,也很简单,依次执行下面五条命令即可:

# 使得 apt 支持 ssl 传输
apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https
# 下载 gpg 密钥
curl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add - 
# 添加 k8s 镜像源
cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF
# 更新源列表
apt-get update
# 下载 kubectl,kubeadm以及 kubelet
apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

直接在/etc/apt/sources.list里添加https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/是不行的,因为这个阿里镜像站使用的ssl进行传输的,所以要先安装apt-transport-https并下载镜像站的密钥才可以进行下载。

四. 安装 master 节点

下载完成后就要迎来重头戏了,初始化master节点,这一章节只需要在管理节点上配置即可,大致可以分为如下几步:

  • 初始化master节点
  • 部署flannel网络
  • 配置kubectl工具

初始化 master 节点

使用kubeadminit命令就可以轻松的完成初始化,不过需要携带几个参数,如下。先不要直接复制执行,将赋值给--apiserver-advertise-address参数的 ip 地址修改为自己的master主机地址,然后再执行。

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.56.11 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

这里介绍一下一些常用参数的含义:

  • --apiserver-advertise-address: k8s 中的主要服务apiserver的部署地址,填自己的管理节点 ip
  • --image-repository: 拉取的 docker 镜像源,因为初始化的时候kubeadm会去拉 k8s 的很多组件来进行部署,所以需要指定国内镜像源,下不然会拉取不到镜像。
  • --pod-network-cidr: 这个是 k8s 采用的节点网络,因为我们将要使用flannel作为 k8s 的网络,所以这里填10.244.0.0/16就好
  • --kubernetes-version: 这个是用来指定你要部署的 k8s 版本的,一般不用填,不过如果初始化过程中出现了因为版本不对导致的安装错误的话,可以用这个参数手动指定。
  • --ignore-preflight-errors: 忽略初始化时遇到的错误,比如说我想忽略 cpu 数量不够 2 核引起的错误,就可以用--ignore-preflight-errors=CpuNum。错误名称在初始化错误时会给出来。

当你看到如下字样是,就说明初始化成功了,请把最后那行以kubeadm join开头的命令复制下来,之后安装工作节点时要用到的,如果你不慎遗失了该命令,可以在master节点上使用kubeadm token create --print-join-command命令来重新生成一条。

Your Kubernetes master has initialized successfully!
 
To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:
 
  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
 
You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/
 
You can now join any number of machines by running the following on each node
as root:
 
kubeadm join 192.168.56.11:6443 --token wbryr0.am1n476fgjsno6wa --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7640582747efefe7c2d537655e428faa6275dbaff631de37822eb8fd4c054807

如果在初始化过程中出现了任何Error导致初始化终止了,使用kubeadm reset重置之后再重新进行初始化。

配置 kubectl 工具

这一步就比较简单了,直接执行如下命令即可:

mkdir -p /root/.kube && \
cp /etc/kubernetes/admin.conf /root/.kube/config

执行完成后并不会刷新出什么信息,可以通过下面两条命令测试 kubectl是否可用:

# 查看已加入的节点
kubectl get nodes
# 查看集群状态
kubectl get cs

部署 flannel 网络

flannel是什么?它是一个专门为 k8s 设置的网络规划服务,可以让集群中的不同节点主机创建的 docker 容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址。想要部署flannel的话直接执行下述命令即可:

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/a70459be0084506e4ec919aa1c114638878db11b/Documentation/kube-flannel.yml

输出如下内容即为安装完成:

clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
serviceaccount/flannel created
configmap/kube-flannel-cfg created
daemonset.extensions/kube-flannel-ds-amd64 created
daemonset.extensions/kube-flannel-ds-arm64 created
daemonset.extensions/kube-flannel-ds-arm created
daemonset.extensions/kube-flannel-ds-ppc64le created
daemonset.extensions/kube-flannel-ds-s390x created

至此,k8s 管理节点部署完成。

五. 将 slave 节点加入网络

首先需要重复步骤 1 ~ 3 来安装 docker 、k8s 以及修改服务器配置,之后执行从步骤 4 中保存的命令即可完成加入,注意,这条命令每个人的都不一样,不要直接复制执行:

kubeadm join 192.168.56.11:6443 --token wbryr0.am1n476fgjsno6wa --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7640582747efefe7c2d537655e428faa6275dbaff631de37822eb8fd4c054807

待控制台中输出以下内容后即为加入成功:

This node has joined the cluster:
* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.
Run 'kubectl get nodes' on the master to see this node join the cluster.

随后登录master1查看已加入节点状态,可以看到worker1已加入,并且状态均为就绪。至此,k8s 搭建完成:

root@master1:~# kubectl get nodes
NAME      STATUS   ROLES    AGE    VERSION
master1   Ready    master   145m   v1.15.0
worker1   Ready    <none>   87m    v1.15.0

默认网卡问题修复

如果你是使用virtualBox部署的虚拟机,并且虚拟机直接无法使用网卡1的 ip 地址互相访问的话(例如组建双网卡,网卡1为 NAT 地址转换用来上网,网卡2为Host-only,用于虚拟机之间访问)。就需要执行本节的内容来修改 k8s 的默认网卡。不然会出现一些命令无法使用的问题。如果你的默认网卡可以进行虚拟机之间的相互访问,则没有该问题。

修改 kubelet 默认地址

访问kubelet配置文件:

sudo vi /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf

在最后一行ExecStart 之前 添加如下内容:

Environment="KUBELET_EXTRA_ARGS=--node-ip=192.168.56.21"

重启kubelet

systemctl stop kubelet.service && \
systemctl daemon-reload && \
systemctl start kubelet.service

至此修改完成,更多信息详见 kubectl logs、exec、port-forward 执行失败问题解决

修改 flannel 的默认网卡

编辑flannel配置文件

sudo kubectl edit daemonset kube-flannel-ds-amd64 -n kube-system

找到spec.template.spec.containers.args字段并添加--iface=网卡名,例如我的网卡是enp0s8

- args:
  - --ip-masq
  - --kube-subnet-mgr
  # 添加到这里
  - --iface=enp0s8

:wq保存修改后输入以下内容删除所有 flannel,k8s 会自动重建:

kubectl delete pod -n kube-system -l app=flannel

至此修改完成,更多内容请见 解决k8s无法通过svc访问其他节点pod的问题

总结

至此你应该已经搭建好了一个完整可用的双节点 k8s 集群了。接下来你可以通过如下内容继续深入 k8s,排名分先后,推荐依次阅读:

参考